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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Zubereitung von heißen Getränken ausgehend von
vorgefertigten Kapseln mit löslichen
oder zu filternden Nahrungsmitteln wie etwa gemahlenen Kaffee, Tee
oder löslichen
Pulvern.
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Ein
Gerät zur
Zubereitung und Abgabe von heißen
Getränken
weist im Allgemeinen einen Kaltwasserbehälter auf, eine elektrische
Pumpe, eine Baugruppe, die einen Kessel bildet, und einen Aufgusskopf,
der die Kapseln aufnimmt, um diesen das aus dem Kessel stammende
heiße
Wasser einzuspritzen, wobei das erhaltene Getränk anschließend zu einem Auffangbehälter geleitet
wird. Am Ende des Aufgusszyklus muss der Aufgusskopf geöffnet werden,
um eine neue Produktkapsel an Stelle der bereits verwendeten Kapsel
darin einsetzen zu können.
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Im
Stand der Technik sind manuelle Maschinen bekannt, bei denen die
Patrone in einen Patronenhalter des Typs Löffel eingesetzt wird, der anschließend durch
Bajonettbefestigung oder durch eine andere Befestigung von dem Benutzer
am Gehäuse
der Maschine angebracht wird. Es sind auch automatische Maschinen
bekannt, bei denen das Einsetzen einer neuen Patrone sowie das Auswerfen der
leeren Patrone ohne Eingreifen des Benutzers erfolgen, doch diese
Maschinen erfordern relativ komplizierte Betätigungsmechanismen, die viel
Platz einnehmen.
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Darüber hinaus
beschreibt die
EP 0 151 252 eine
Kaffeemaschine, die einen Aufgusskopf aus zwei Teilen aufweist:
einen festen, unteren Teil zur Aufnahme einer vorgefertigten, Kaffee
enthaltenden Patrone und einen oberen Teil, der einen beweglichen
Deckel bildet. Der bewegliche Deckel trägt das Organ zur Lochung der
Patrone und zum Einspritzen von Wasser in diese Patrone, wobei dieser
Deckel so angebracht ist, dass er unter dem Druck einer Feder, die
das Anheben des Deckels vereinfacht, um ein Gelenk beweglich ist.
Die Betätigung
des Deckels in die geschlossene Position sowie das Öffnen erfolgen manuell
durch den Benutzer, was nicht sehr praktisch ist und am Ende des
Aufgusszyklus sogar zu Verbrennungsrisiken führen kann.
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Auf
die gleiche Weise beschreibt die
US
5 794 519 eine Kaffeemaschine, die mit vorbehandelten Kaffeepatronen
funktioniert, bei der der Aufgusskopf auch zwei Teile aufweist:
einen unteren Teil zur Aufnahme einer Patrone und einen oberen Teil,
der um ein Gelenk schwenkt, das zum Gehäuse der Maschine gehört. Der
Benutzer drückt
auf einen Betätigungshebel,
der sich am Ende des oberen Teils befindet und die Aufgusskammer
schließt,
so dass somit ein Aufgusszyklus beginnen kann. Am Ende des Zyklus
hebt der Benutzer diesen Hebel, so dass die leere Patrone ausgeworfen
werden kann. Neben der unpraktischen Öffnungsbetätigung liegt der Zeitpunkt des Öffnens im
Ermessen des Benutzers. Aus diesem Grund kann sich ein Öffnen vor
dem Ende des Aufgusszyklus für
den Benutzer als gefährlich
erweisen, da heißes
Aufgusswasser spritzen könnte,
während
ein Öffnen
lange danach die Aufgusszyklen verlängert, was die Qualität des Kaffees
in der Tasse und auch den Rhythmus zur Kaffeeherstellung beeinträchtigt,
wenn mehrere Kaffees nacheinander herzustellen sind. Die US-3292527
beschreibt die technischen Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs
1.
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Das
Ziel der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zumindest teilweise
zu beseitigen und eine Kaffeemaschine des Typs vorzuschlagen, der
mit Kapseln mit aufzugießendem
Produkt funktioniert, der einfach im Aufbau und zuverlässig im
Betrieb ist, der leicht zu handhaben ist und es dabei ermöglicht, ein
Getränk
von guter Qualität
zu erhalten.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Aufbau und die Anordnung
der Vorrichtung zur Verriegelung des Aufgusskopfes einer derartigen
Kaffeemaschine zu optimieren und dabei deren Platzverbrauch und
Herstellungskosten zu senken und gleichzeitig eine erhöhte Sicherheit
des Benutzers besitzt, wenn er die Maschine benutzt.
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Diese
Ziele werden mit einer Kaffeemaschine erreicht, die mit Kapseln
funktionieren kann, mit einem Gehäuse zur Aufnahme von Mitteln
zur Versorgung eines Aufgusskopfes mit warmen Wasser, welcher aus
zwei Teilen besteht: aus einem festen Teil, der einen Träger für mindestens
eine Kapsel bildet, und aus einem beweglichen Teil zum Öffnen und Schließen des
Aufgusskopfes, wobei die beiden Teile durch erste elastische Rückstellmittel
voneinander beabstandet gehalten werden, mit einer Verriegelungsvorrichtung,
um den Aufgusskopf entgegen den Rückstellmitteln geschlossen
zu halten, und mit Mitteln zum Einstellen von Aufgussparametern,
die mindestens ein den Betriebszustand der Maschine repräsentierendes
Signal senden können,
dadurch, dass die Verriegelungsvorrichtung im Betrieb so blockiert
ist, dass das Öffnen
des beweglichen Teils der Aufgusskammer verhindert wird, und dass
die Kaffeemaschine Mittel zur Steuerung des Öffnens der Verriegelungsvorrichtung
aufgrund eines von den Einstellmitteln gesendeten Signals aufweist.
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Somit
befinden sich die beiden Teile des Aufgusskopfes in der normalerweise
geöffneten
Position, indem sie von ersten Rückstellmitteln
voneinander beabstandet gehalten werden. Diese Rückstellmittel sind z.B. eine
oder mehrere Zug- oder Torsionsfedern usw., die zwischen den beiden
Teilen des Aufgusskopfes angebracht sind.
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Das
Schließen
des Aufgusskopfes erfolgt zu Beginn des Aufgusszyklus, sobald Kapseln
in die Aufnahme eingesetzt sind, welche zu diesem Zweck im Aufgusskopf
vorgesehen ist. Dieser Schließvorgang
kann manuell durch den Benutzer oder automatisch durch einen Mechanismus
zum Mitnehmen des beweglichen Teils erfolgen. Anschließend wird
ein Aufgusszyklus ausgelöst,
wobei dieser Aufgusszyklus durch bestimmte Betriebsparameter charakterisiert
ist: Temperatur, Zeit, Stärke
des von dem Heizelement oder von der Pumpe aufgenommenen Stroms,
usw. Die Maschine weist Mittel zum Einstellen dieser Parameter und/oder
Mittel wie etwa eine Mikrosteuereinheit auf, die die Steuerung dieser
Parameter gewährleisten.
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Sobald
der Aufgusszyklus beendet ist, erfassen die Einstellmittel einen
Wert der Betriebsparameter, der das Ende des Aufgusszyklus signalisiert.
Anschließend übertragen
diese Einstellmittel der Verriegelungsvorrichtung einen Befehl zum Öffnen des oberen
Teils des Aufgusskopfes, wobei das Öffnen automatisch ohne Eingreifen
des Benutzers erfolgt. Das Öffnen
des Aufgusskopfes kann auch gesteuert werden, wenn die Einstellmittel
ein kritisches Ereignis erfassen, das mit dem schlechten Betrieb
einer der Bauteile der Maschine verbunden ist, sogar wenn sie das
Fehlen einer Kapseln im Aufgusskopf oder das Überschreiten eines Grenzwerts
eines vorbestimmten Parameters oder jegliches andere Ereignis erfassen,
das den guten Betrieb der Maschine beeinträchtigen könnte.
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Dies
ermöglicht
einen für
den Benutzer sicheren Betrieb, wobei das Öffnen automatisch erfolgt,
wenn das Getränk
aufgegossen ist, oder sogar äußerstenfalls
wenn ein Aufgusszyklus nicht unter guten Bedingungen starten kann.
Darüber
hinaus wird bei einem optimalen Betrieb der Maschine somit das Getränk mit der
richtigen Temperatur erhalten, die einem vorbestimmten Volumen des
Getränks
in der Tasse entspricht. Wenn die Aufgusskammer geöffnet ist,
ist die Maschine dazu bereit, einen neuen Zyklus zur Kaffeezubereitung
zu starten, was einen guten Rhythmus der Aufgusszyklen gewährleistet und
somit alle Totzeiten vermeidet.
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Vorteilhafterweise
weist die Verriegelungsvorrichtung ein Verriegelungselement auf
das zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Position
bewegbar ist, indem es durch einen Elektromagneten betätigt wird,
der von den Steuermitteln gesteuert wird.
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Somit
kann mit nur einem Verriegelungselement und einem Elektromagneten
eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen des Aufgusskopfes der Maschine
erhalten werden, deren Aufbau vereinfacht ist und die wenig Platz
verbraucht. Dadurch wird das Erfordernis von komplizierten Mechanismen
des Typs Uhrmechanismus, die sich öffnen, wenn ein Zeitintervall
abgelaufen ist, oder jeglichen anderen Mechanismustyps mit kombinierter
Bewegung und mechanischer Betätigung
vermieden.
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Der
bewegliche Teil des Aufgusskopfes ist vorzugsweise eine Backe, die
bezüglich
einer Schwenkachse des Gehäuses
schwenkbar angebracht ist, und die Verriegelungsvorrichtung weist
ein Verriegelungselement auf, das um eine zur Schwenkachse der Backe
parallele Achse schwenkbeweglich ist.
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Man
hätte die
Funktionsweise einer derartigen Verriegelungsvorrichtung mit einem
Aufgusskopf mit Gleitbewegung, z.B. mit vertikaler oder horizontaler Gleitbewegung,
in Betracht ziehen können,
doch eine Backe mit Schwenkbewegung gewährleistet einen längeren Weg
ihres Endes bei einer relativ schwachen Schubkraft, die um ihre
Anlenkung ausgeübt
wird. In dieser Anordnung erfolgt das Schwenken der Backe an einem
ihrer Enden um eine Anlenkung, die von dem Gehäuse der Maschine getragen ist,
während
das Verriegelungselement am entgegengesetzten Ende der Backe einwirkt.
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Dieses
Verriegelungselement ist dann vorzugsweise um eine zur Achse der
Backe oder zur Öffnungsebene
des Aufgusskopfes parallele Achse schwenkbar angeordnet. Es hätten sicherlich
andere Lösungen
für die
Verlagerung des Verriegelungselements, z.B. eine translatorische
Verlagerung in eine Einkerbung der Backe oder eine Drehung um eine von
dieser hervorstehende Achse, die zur Schwenkachse der Backe senkrecht
ist, usw., in Betracht gezogen werden können.
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Nützlicherweise
weist die Verriegelungsvorrichtung zweite elastische Rückstellmittel
auf, um das Verriegelungselement in die verriegelte Position zurückzustellen.
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Die
Vorrichtung zur Verriegelung der Maschine verwendet vorzugsweise
einen doppelwirkenden Elektromagneten, der somit das Öffnen des
Aufgusskopfes steuert und es gleichzeitig ermöglicht, den Aufgusskopf bei
seinem Schließen
verriegelt zu halten. Die Verwendung der zweiten elastischen Rückstellmittel
ermöglicht
es jedoch, das Verriegelungselement in seine neutrale Position zurückzustellen,
die seiner geschlossenen Position entspricht. Dies erleichtert das
Schließen
der Backe durch den Benutzer, wobei das Verriegelungselement unter
dem Druck der Rückstellmittel
unmittelbar mit dem entsprechenden Teil der Backe in Eingriff gelangt.
Darüber
hinaus kann dadurch in einer vereinfachten Variante ein Elektromagnet
mit einfacher Wirkung verwendet werden, der lediglich das Öffnen der
Backe steuert, während
das Schließen
durch die zweiten elastischen Rückstellmittel
gewährleistet
ist.
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Vorteilhafterweise
weist das Verriegelungselement in einer Ebene, die zu seiner Schwenkachse senkrecht
ist, im oberen Teil einen Haken auf, der mit einem Zapfen zur Verriegelung
der Backe zusammenwirkt, wobei der Haken durch einen Hebelarm nach
unten verlängert
ist, welcher durch den Elektromagneten betätigt werden soll.
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Somit
schwenkt dieses Verriegelungselement um eine vorzugsweise mittlere
Achse, wobei am oberen Ende des Verriegelungselements ein Haken
vorgesehen ist, um mit einem entsprechenden Zapfen der Backe in
Eingriff zu gelangen, während sein
unteres Ende zur Betätigung
dient, indem es mit dem Elektromagneten verbunden wird. Der Hebelarm
verstärkt
somit den Weg des Hakens, wodurch ein kleiner Elektromagnet verwendet
werden kann, der von einem kostengünstigeren Strom von geringer Stärke gesteuert
wird.
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Nützlicherweise
weist das Verriegelungselement auf der Außenseite seiner Schwenkachse
einen vorstehenden Teil auf, der einen Betätigungskopf bildet.
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Somit
dient dieser nach außen
vorstehende Teil als Betätigungsknopf
zur manuellen Betätigung zum Öffnen der
Backe, z.B. wenn der Elektromagnet nicht unter Spannung steht und
das Öffnen
der Backe erwünscht
ist, um den Aufgusskopf zu reinigen, oder bevor ein Aufgusszyklus
ausgewählt
wurde, usw..
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Vorteilhafterweise
wirkt der Hebelarm mit einer Stange zusammen, welche die Breite
des Aufgusskopfes durchquert und an ihrem Ende mit dem Elektromagneten
zusammenwirkt.
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Obwohl
eine direkte Betätigung
des Hebelarms durch den Elektromagneten auch in Erwägung gezogen
werden kann, wird vorzugsweise eine Betätigungsstange zwischen den
beiden Teilen angeordnet. Dadurch ist es möglich, eine Stange zur Betätigung des
Hebels zu verwenden, die sehr dünn
ist und den Aufgusskopf durchqueren kann, ohne viel Platz einzunehmen.
Der Elektromagnet, der größere Abmessungen
als die Stange besitzt, kann dann an deren Ende im Gehäuse der
Maschine und hinter dem Aufgusskopf angebracht werden. Dadurch ist
es möglich,
eine automatische Vorrichtung zum Öffnen der Backe zu haben, die
wirksam und gleichzeitig sehr unauffällig ist.
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Vorzugsweise
weisen die Steuermittel der Verriegelungsvorrichtung eine Mikrosteuereinheit auf,
die mit den Mitteln zum Einstellen der Aufgussparameter verbunden
ist, um den Elektromagneten in Abhängigkeit von den Aufgussparametern
zu steuern.
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Bei
einer vereinfachten Variante könnte
man in Betracht ziehen, elektromechanische Regulierungsorgane wie
etwa einen Zeitschalter zu verwenden, welcher mit einem Relais zur
Steuerung des Elektromagneten verbunden wird, wenn ein Zeitintervall
abgelaufen ist. Als Untervariante hätte man die Verwendung eines
Thermostats kombinieren können,
um den Zeitschalter nur dann auszulösen, wenn eine Solltemperatur,
die die Wassertemperatur im Kessel angibt, erreicht worden ist,
bevor der Zeitschalter ausgelöst
wird. Es wird jedoch die Verwendung einer Mikrosteuereinheit bevorzugt,
da sie die Sollwerte mehrerer Parameter und die zu bestimmten Zeitintervallen
gemessenen Werte dieser Parameter genau steuern kann und somit den
Zeitpunkt des Öffnens
des Aufgusskopfes genauer und zuverlässiger steuern kann.
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Die
Mikrosteuereinheit ist vorzugsweise mit mindestens einem für den Zustand
eines Aufgussparameters repräsentativen
Sensor verbunden und steuert einen Aufgusszyklus in Abhängigkeit
von der Änderung
dieses Parameters.
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Somit
kann dieser Sensor ein Durchflussmesser sein, der die Wassermenge
misst, die ab dem Beginn eines Aufgusszyklus durch eine Kapsel geflossen
ist. Die von dem Durchflussmesser an die Mikrosteuereinheit übertragenen
Impulse werden dann zur Steuerung des Anhaltens des Aufgusswassers und
anschließend
zur Steuerung des Öffnens
der Verriegelungsvorrichtung berücksichtigt.
Die Mikrosteuereinheit könnte
vorteilhafterweise mit einem Temperatursensor, z.B. mit einem resistiven
Temperatursensor, dessen Widerstandswert in Abhängigkeit von seiner Temperatur
variiert, verbunden sein, wobei der Sensor so angeordnet ist, dass
er den Kessel berührt.
Ein derartiger Sensor kann die Mikrosteuereinheit über die
Wassermenge informieren, die durch den Kessel fließt, wobei
dieser dann das Öffnen
der Verriegelungsvorrichtung und/oder den Betrieb der Maschine steuert.
Bei einer vereinfachten Variante misst die Mikrosteuereinheit lediglich die Aufgusszeit
ab dem Zeitpunkt, an dem ein oder mehrere Sollwerte der Betriebsparameter
erreicht worden sind.
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Nützlicherweise
weist die Kaffeemaschine einen elektrischen Kontakt auf, der durch
das Öffnen der
Backe betätigt
wird und mit der Mikrosteuereinheit so verbunden ist, dass diese
die geöffnete
oder geschlossene Position der Backe erfassen kann.
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Dadurch
ist es möglich,
nur dann einen Aufgusszyklus auszulösen, wenn sich die Backe in
der geschlossenen Position befindet.
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Die
Mikrosteuereinheit ist vorzugsweise mit einem eine kritische Situation
erfassenden Sensor verbunden, der das Öffnen der Backe steuert, wenn eine
Grenzbedingung dieses Parameters erreicht worden ist.
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Somit
kann, da die Backe offen bleibt, ein Aufgusszyklus nicht durchgeführt werden,
wenn eine Störung
der Maschine signalisiert wurde. Dieser eine kritische Situation
erfassende Sensor kann vorteilhafterweise ein Temperatursensor sein,
der die Kesseltemperatur angibt, ein Kreis zur Messung der Stärke des
von der Pumpe aufgenommenen Stroms, ein Sensor, der die Anwesenheit
des Behälters
oder den Wasserstand in diesem angibt, usw.. In diesem Fall kann
die Mikrosteuereinheit das Öffnen
der Backe und/oder das Ausschalten der Maschine und/oder die Angabe über die
Störungsart
auf einer Anzeigevorrichtung steuern.
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Die
Erfindung wird bei der Betrachtung der Ausführungsformen besser verstanden,
die keineswegs einschränkend
zu verstehen und in den beigefügten
Figuren veranschaulicht sind. Darin zeigen:
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1 eine
perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Kaffeemaschine
in ihrer geöffneten
Position;
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2 eine
axiale Teilschnittansicht des vorderen Teils der Maschine, die den
Aufgusskopf in seiner geöffneten
Position zeigt;
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3 eine
zu 2 ähnliche
Ansicht, wobei sich jedoch der Aufgusskopf
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3 eine
zu 2 ähnliche
Ansicht, wobei sich jedoch der Aufgusskopf in der geschlossenen Position
befindet.
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Wie
in 1 veranschaulicht, weist das Gehäuse 1 der
Kaffeemaschine einen horizontalen, unteren Sockel 3 auf,
der durch eine hintere, vertikale Säule 5 vervollständigt ist.
Eine horizontale Platte 7 ist ausgehend von der hinteren
Säule auf
einer Höhe befestigt,
die die Positionierung eines Behälters
wie etwa einer Tasse, eines Bechers oder einer Kanne darunter ermöglicht.
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Wie
in 2 besser zu sehen ist, weist die obere Fläche des
vorderen Endes der Platte 7 eine Aufnahme 9 auf,
in die ein abnehmbarer Träger 11 für zwei nebeneinanderliegende
Kapseln 2, 2' eingesetzt
werden kann.
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Das
hintere Ende der Platte 7 ist durch zwei Seitenwände 13 vervollständigt, die
eine durch ein Gelenk 6 mit den Seitenwänden 13 der Platte 7 verbundene
Backe 15 in Drehung halten. Die Backe 15 wird
durch erste Rückstellmittel 14 in
die von der Platte 7 beabstandete Position zurückgestellt,
wobei die Rückstellmittel
im dargestellten Beispiel in Form einer spiralförmigen, im Gelenk 6 integrierten
Torsionsfeder vorhanden sind, die ein breite Öffnung des Geräts gewährleistet,
wenn sich die Backe in der hochgestellten Position befindet.
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Das
vordere Ende der Backe 15 weist eine Querstrebe auf, die
einen Befestigungssitz 17 für mehrere Nadeln 19, 21, 23 bildet,
welche nach unten zu den Kapseln hin orientiert sind. Die Nadeln 19, 21, 23 sind
hohl und weisen an einem ihrer Enden, das von dem Befestigungssitz 17 getragen
ist, ein Ansatzstück
zur Verbindung mit einer Leitung zur Versorgung mit heißem Aufgusswasser
auf, während das
entgegengesetzte Ende eine Spitze und eine Öffnung zum Einspritzen von
Wasser in die Kapsel 2 aufweist.
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Die
Kapseln sind in Aufnahmen eingesetzt, die zu diesem Zweck im abnehmbaren
Träger 11 vorgesehen
sind, bei dem eine erste Aufnahme eine Kapsel 2 mit gemahlenem
Kaffee aufnehmen kann, während
eine zweite Aufnahme entweder eine größere Kapsel 2' mit löslichem
Produkt wie etwa Milch oder eine Kapsel 2 mit gemahlenem
Kaffee aufnehmen kann, wobei die Maschine gleichzeitig mit zwei unterschiedlichen
Kapseltypen funktionieren kann. Somit ist eine längere Nadel 19 zu
sehen, die mit einer Kapsel großen
Formats oder einer besonderen Kapsel 2' in Berührung gelangt, während die
kürzeren
Nadeln 21, 23 dazu vorgesehen sind, jeweils mit einer
Kapsel kleinen Formats oder einer Standardkapsel 2 in Kontakt
zu gelangen. Die Wassermenge, die durch die Nadeln 19, 21, 23 geleitet
wird, variiert in Abhängigkeit
von dem Kapseltyp und dem Tassenvolumen. Eine Vorrichtung 10 zum
Schutz der Nadeln 19, 21, 23 ist fest
mit dem Befestigungssitz 17 der Nadeln verbunden und bedeckt
den spitzen Lochungsteil der Nadeln, wenn sich die Backe 15 in
der geöffneten
Position befindet.
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Die
Kapseln 2 sind in den Träger 11 der Aufnahme 9 eingesetzt,
die zusammen den festen Teil eines Aufgusskopfes 8 bilden.
Der bewegliche Teil des Aufgusskopfes ist durch die Backe 15 dargestellt, die
die Nadeln 19, 21, 23 und die Verbindungen
mit den Leitungen zur Versorgung mit heißem Wasser trägt.
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Die
Maschine weist ferner im Gehäuse 1 eine
Pumpe des Typs elektromagnetische Pumpe auf, die das Wasser von
einem von dem Gehäuse 1 getragenen
Kaltwasserbehälter
in einen Kessel leitet, von wo aus das heiße Wasser über Elektroventile, die von
einer Mikrosteuereinheit angesteuert werden, durch die Leitungen
zur Versorgung der Nadeln 19, 21, 23 fließt.
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Erfindungsgemäß weist
die Maschine eine Vorrichtung 24 zur Verriegelung der Backe 15 in
der gesenkten Position auf, wobei die Vorrichtung ein Verriegelungselement 25 aufweist,
das sich am vorderen Ende des unteren Teils des Aufgusskopfes 8 befindet
und mit einem entsprechenden Zapfen 22 in Eingriff gelangt,
welcher am Ende der Backe 15 vorgesehen ist.
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Das
Verriegelungselement 25 ist um eine Schwenkachse 27 drehbar
angebracht, welche sich am vorderen Ende der Aufnahme 9 des
Aufgusskopfes 8 befindet. Das Verriegelungselement 25 weist
in einer zur Achse 27 senkrechten Ebene über dieser Achse 27 einen
Haken 26 auf, der mit dem Zapfen 22 zur Verriegelung
der Backe 15 zusammenwirkt. Der Haken 26 ist durch
einen Hebelarm 29 auf der zur Achse 27 entgegengesetzten
Seite nach unten verlängert,
wobei der Hebelarm, wie anschließend erklärt wird, von einer Stange 31 betätigt werden
soll. Darüber
hinaus weist die Stirnfläche
des Verriegelungselements 25 einen vorstehenden Teil auf,
der einen von außen
zugänglichen
Betätigungsknopf 33 bildet,
so dass die Backe 15 willentlich geöffnet werden kann.
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Insbesondere
erfindungsgemäß weist
die Kaffeemaschine Mittel zum Einstellen von Aufgussparameter auf,
z.B. einen Funktionsauswahlknopf der mit einer Mikrosteuereinheit
verbunden ist, welche den Betrieb der Maschine steuert. Diese Mikrosteuereinheit
ist mit Steuermitteln verbunden, die auf einen Elektromagneten 30 einwirken,
der die Verriegelungsvorrichtung 24 betätigt.
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Der
Elektromagnet 30 ist angrenzend an das Ende 32 der
Stange 31 angebracht, die ein entgegengesetztes Ende 34 in
Form eines Hakens aufweist, der mit einer entsprechenden Einkerbung
des Hebelarms 29 in Eingriff gelangt. Wenn der Elektromagnet 30 das
Ende 32 der Stange 31 drückt, schwenkt das Verriegelungselement 25 um
seine Achse 27, und sein Haken 26 ist im Zapfen 22 der
Backe 15 verriegelt. Wenn umgekehrt der Elektromagnet 30 das
Ende 32 der Stange 31 anzieht, schwenkt das Verriegelungselement 25 in
die umgekehrte Richtung, wodurch der Zapfen 22 von der
Backe 15 freigegeben ist, welche dann unter dem Druck der ersten
Rückstellmittel 14 erneut
ihre hochgestellte Position einnimmt.
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Der
Betrieb des Elektromagneten 30 wird von einer Mikrosteuereinheit
gesteuert, die gleichzeitig die Aufgusszyklen der Maschine in Abhängigkeit von
der Option steuert, die der Benutzer über ein Bedienfeld oder über einen
Funktionsauswahlknopf ausgewählt
hat. Diese Mikrosteuereinheit erfasst zunächst den Zeitpunkt des Beginns
des Aufgusszyklus und überträgt ein Signal
zu den Mitteln zur Steuerung des Elektromagneten, die die Backe
in der geschlossenen Position verriegeln (3). Wenn
der Aufgusszyklus beendet ist, überträgt die Mikrosteuereinheit
ein Signal zu den Mitteln zur Steuerung des Elektromagneten, die
dann die Backe 15 öffnen.
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Zu
Beginn der Verwendung, wenn sich der Funktionsauswahlknopf in einer
anderen Position befindet als in derjenigen, in der Wasser eingespritzt wird,
drückt
der Benutzer auf den Betätigungsknopf 33 und
gibt somit die Backe 15 frei, die sich öffnet. Der Benutzer kann dann
eine Standardkapsel 2 in eine erste Aufnahme des Trägers 11 des
Aufgusskopfes 8 und eine besondere Kapsel 2' in die benachbarte
Aufnahme einsetzen, wenn er einen Milchkaffee erhalten möchte, oder
er setzt zwei Standardkapseln 2 in jede der beiden Aufnahmen
ein, falls er gleichzeitig zwei schwarze Kaffees erhalten möchte.
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Sobald
die Kapseln in den Aufgusskopf eingesetzt sind, drückt der
Benutzer auf die Stirnseite der Backe 15, wobei er diese
nach unten schwenkt, bis sich der Haken 26 der Aufnahme 9 in
einen entsprechenden, am Ende der Backe 15 ausgebildeten Zapfen 22 einhakt.
Wenn die Backe 15 in ihre verriegelte Position gesenkt
wird, durchstechen die Nadeln 19, 21, 23 die
Kapseln 2, 2' und
nehmen ihren Platz in den Kapseln ein.
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In
dieser Position ist die Backe verriegelt und die Kaffeemaschine
bereit, einen Aufgusszyklus durchzuführen. Der Benutzer schaltet
die Kaffeemaschine ein, indem er auf einen Ein/Aus-Steuerknopf einwirkt.
Das Heizelement wird dann versorgt, und der Kessel erhitzt sich
schnell. Wenn der Temperatursensor angibt, dass die richtige Temperatur
des Kessels erreicht worden ist, wirkt der Benutzer auf den Auswahlknopf
oder auf das Bedienfeld ein, um einen Wassereinspritzzyklus zu steuern.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Verriegelungsvorrichtung 24 durch
den Elektromagneten so blockiert, dass jegliche Einwirkung des Benutzers
auf den Knopf 33 ausgeschlossen ist und er daran gehindert
wird, die Backe während
dieses Zyklus zu öffnen.
Das Aufgusswasser wird dann von der Pumpe durch die Kapseln 2, 2' geleitet. Das
aufgegossene Getränk
fließt
anschließend in
einen oder zwei Auffangbehälter.
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Am
Ende des Aufgusszyklus legt die Mikrosteuereinheit eine Rückwärtsspannung
an den Elektromagneten 30 an, welcher den Zapfen 22 freigibt und
das automatische Öffnen
der Backe 15 herbeiführt.
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Weitere
Varianten und Ausführungsformen der
Erfindung können
in Betracht gezogen werden, ohne den Umfang ihrer Ansprüche zu verlassen.
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Somit
ist in einer Variante der Erfindung der Elektromagnet ein Elektromagnet
mit einfacher Wirkung und übt
während
des Einspritzzyklus eine Verriegelungsbetätigung aus. In diesem Fall
kann die Maschine eine optische Anzeige des Typs LED oder eine akustische
Anzeige aufweisen, die den Benutzer darüber informiert, dass der Kaffee
fertig ist und er die Maschine öffnen
kann. In diesem Fall betätigt der
Benutzer einen Betätigungsknopf,
der den Elektromagneten 30 ausschaltet, wodurch der Zapfen 22 freigegeben
und das Öffnen
der Backe 15 herbeigeführt
wird.
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Bei
einer weiteren Variante wird der Elektromagnet 30 von einer
Zeitmesseinheit gesteuert, sobald die von dem Benutzer gewählte oder
von der Mikrosteuereinheit berechnete Aufgusszeit abgelaufen ist.
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Bei
einer weiteren Variante wird der Elektromagnet 30 von einem
Temperatursensor oder von jeglichem anderen Kontrollorgan, das einen
kritischen Zustand oder eine Betriebsstörung der Maschine angibt, so
gesteuert, dass er die geschlossene Backe verriegelt.
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Weiterhin
in einer weiteren Variante kann nur dann eine Spannung an den Elektromagneten
angelegt werden, wenn zuvor eine Schließbedingung der Backe erfasst
worden ist.
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Gemäß einer
weiteren Konfiguration der Maschine kann es sich als nützlich erweisen,
wenn sich der Haken des Verriegelungselements in Bezug auf einen
am vorderen Ende der Backe angeordneten Zapfen translatorisch verlagert.
Dazu kann der Drehzapfen am Ende des Hebelarms angeordnet werden, wobei
der Elektromagnet dann irgendwo zwischen diesem unteren Zapfen und
dem Haken das Verriegelungselement betätigt. Man erhält somit
eine kreisbogenförmige
Verlagerung mit großem
Radius des oberen Hakens, die einer translatorischen Verlagerung
nahe kommt.